Comment équilibrer les équations chimiques

Une réaction chimique a lieu lorsqu'une molécule ou un ensemble de molécules est transformé en un autre type de molécule ou un autre ensemble de molécules. Pour décrire ce processus, les scientifiques utilisent des équations chimiques.

UNE équation chimique est une représentation symbolique de la réaction chimique. Il est écrit en utilisant des noms d'éléments tirés du tableau périodique et indique les réactifs et les produits.

L'équation suivante montre l'équation chimique d'une réaction de combustion :

A gauche de la flèche se trouvent les réactifs de cette réaction, tandis qu'à droite se trouvent les produits. La flèche indique la direction dans laquelle se déroule la réaction.

Vous pouvez voir que la réaction prend du méthane et de l'oxygène pour produire du dioxyde de carbone et de l'eau. Vous pouvez également voir qu'il y a un coefficient à côté de l'oxygène et de l'eau. Pourquoi est-ce?

le Loi de la conversation de la masse affirme que les atomes ne sont ni créés ni détruits au cours d'une réaction chimique. En conséquence, le nombre total d'atomes de chaque type doit toujours être le même de chaque côté de l'équation chimique.

Étant donné que les réactifs et les produits ne changent pas, souvent le seul moyen de s'assurer que le même nombre de les atomes sont de chaque côté de la flèche implique d'ajouter des coefficients aux composés individuels impliqué.

Examinez à nouveau la réaction de combustion illustrée ci-dessus. Cette fois, il n'a pas de coefficients :

Du côté des réactifs, il y a un atome de carbone, quatre atomes d'hydrogène et deux atomes d'oxygène.

Du côté des produits, il y a un atome de carbone, deux atomes d'hydrogène et trois atomes d'oxygène.

La loi de conservation de la masse a été enfreinte! Il n'y a pas le même nombre d'atomes d'hydrogène ou d'oxygène de chaque côté. Le côté réactif a quatre atomes d'hydrogène tandis que le côté produit n'en a que deux.

Cela signifie que des coefficients sont nécessaires pour s'assurer qu'il y a un nombre égal d'atomes de chaque côté. Dans ce cas, en ajoutant un deux comme coefficient à l'eau, vous obtenez quatre atomes d'hydrogène de chaque côté, ce qui est exactement ce qui est nécessaire. Ainsi, l'hydrogène est conservé.

Enfin, le nombre d'atomes d'oxygène doit être équilibré. Après avoir ajouté le coefficient de deux à l'eau, il y a quatre atomes d'oxygène du côté produit et seulement deux du côté réactif. En ajoutant un coefficient de deux au O₂ réactif, ce déséquilibre peut être corrigé. Avec cela, il y a maintenant quatre atomes d'oxygène de chaque côté.

Voici la version équilibrée de l'équation :

Bien que l'équilibrage des équations nécessite toujours un certain travail de conjecture et quelques essais et erreurs, il existe quelques règles de base que vous pouvez suivre.

1. Comptez le nombre d'atomes pour chaque élément de chaque côté.
2. Choisissez un élément pour commencer. Il est généralement préférable de commencer par choisir l'élément qu'il y a le plus. Équilibrez cet élément en ajoutant des coefficients.
3. Recalculez le nombre total d'atomes pour chaque élément après l'ajout de coefficients.
4. Équilibrez l'élément suivant en ajoutant des coefficients.
5. Continuez ce processus jusqu'à ce que tous les éléments soient équilibrés.
6. Traitez les ions polyatomiques comme une seule unité.
7. Si certains composés sont chargés, assurez-vous que les charges sont également équilibrées.
8. Terminez toujours en vérifiant votre travail.

Par exemple, équilibrez l'équation de la réaction globale de photosynthèse :

1. Comptez le nombre d'atomes de chaque élément de chaque côté.

2. Choisissez un élément pour commencer. C'est généralement une bonne idée de commencer par l'élément qui a le plus d'atomes. Dans ce cas, ce sont les 12 atomes d'hydrogène du côté du produit. Le côté réactif doit être modifié de sorte qu'il y ait également 12 atomes d'hydrogène de ce côté. Pour ce faire, vous pouvez ajouter un coefficient de 6 devant l'eau puisque l'eau contient deux hydrogènes.

3. Maintenant, recalculez le nombre total d'atomes.

4. Ensuite, vous pouvez passer au carbone car celui-ci n'est clairement toujours pas équilibré. Pour ce faire, l'ajout d'un coefficient de 6 devant le dioxyde de carbone donnera 6 atomes de carbone côté réactif.

5. Maintenant, recalculez le nombre d'atomes de chaque côté.

6. Maintenant, le seul élément qui reste à équilibrer est l'oxygène. Il y a 6 atomes d'oxygène dans le premier produit. Cela laisserait alors 12 atomes. Si un coefficient de 6 est ajouté devant le O₂, ce serait 12 atomes d'oxygène.

7. Pour vous assurer que cela est correct, recalculez le nombre d'atomes de chaque élément de chaque côté.

Maintenant, vous avez une équation équilibrée pour la réaction globale de la photosynthèse.